JP6792829B2 - 蒸着マスクを製造するための金属板及び金属板の製造方法並びに蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスクを備える蒸着マスク装置 - Google Patents

蒸着マスクを製造するための金属板及び金属板の製造方法並びに蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスクを備える蒸着マスク装置 Download PDF

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Description

本開示の実施形態は、蒸着マスクを製造するための金属板及び金属板の製造方法に関する。また、本開示の実施形態は、蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法及び蒸着マスクを備える蒸着マスク装置に関する。
近年、スマートフォンやタブレットＰＣ等の持ち運び可能なデバイスで用いられる表示装置に対して、高精細であること、例えば画素密度が５００ｐｐｉ以上であることが求められている。また、持ち運び可能なデバイスにおいても、ウルトラハイディフィニション（ＵＨＤ）に対応することへの需要が高まっており、この場合、表示装置の画素密度が例えば８００ｐｐｉ以上であることが好ましい。
表示装置の中でも、応答性の良さ、消費電力の低さやコントラストの高さのため、有機ＥＬ表示装置が注目されている。有機ＥＬ表示装置の画素を形成する方法として、所望のパターンで配列された貫通孔が形成された蒸着マスクを用い、所望のパターンで画素を形成する方法が知られている。具体的には、はじめに、有機ＥＬ表示装置用の基板に対して蒸着マスクを密着させ、次に、密着させた蒸着マスクおよび基板を共に蒸着装置に投入し、有機材料を基板に蒸着させる蒸着工程を行う。これによって、蒸着マスクの貫通孔のパターンに対応したパターンで、基板上に、有機材料を含む画素を形成することができる。
蒸着マスクの製造方法としては、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによって金属板に貫通孔を形成する方法が知られている。例えば、はじめに、金属板の第１面上に露光・現像処理によって第１レジストパターンを形成し、また金属板の第２面上に露光・現像処理によって第２レジストパターンを形成する。次に、金属板の第１面のうち第１レジストパターンによって覆われていない領域をエッチングして、金属板の第１面に第１凹部を形成する。その後、金属板の第２面のうち第２レジストパターンによって覆われていない領域をエッチングして、金属板の第２面に第２凹部を形成する。この際、第１凹部と第２凹部とが通じ合うようにエッチングを行うことにより、金属板を貫通する貫通孔を形成することができる。蒸着マスクを作製するための金属板は、例えば、ニッケルを含む鉄合金などの金属からなる母材を圧延することによって作製される。
その他にも、蒸着マスクの製造方法として、めっき処理を利用して蒸着マスクを製造する方法が知られている。例えばはじめに、導電性を有する基材を準備する。次に、基材の上に、所定の隙間を空けてレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、蒸着マスクの貫通孔が形成されるべき位置に設けられている。その後、レジストパターンの隙間にめっき液を供給して、電解めっき処理によって基材の上に金属層を析出させる。その後、金属層を基材から分離させることにより、複数の貫通孔が形成された蒸着マスクを得ることができる。
特許第５３８２２５９号公報 特開２００１−２３４３８５号公報
蒸着材料を所望のパターンで精度良く基板に蒸着させるためには、蒸着マスクの厚みが小さいことが好ましい。一方、蒸着マスクの厚みが小さいと、蒸着マスクを構成する金属板の強度が低下し、蒸着マスクの製造工程や蒸着マスクの使用の際に金属板に塑性変形が生じやすくなってしまう。
本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得る金属板を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクを製造するために用いられる金属板であって、前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金の圧延材からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、前記金属板の断面のうち前記金属板の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板である。前記圧延材におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３０質量％以上且つ３８質量％以下であってもよい。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクを製造するために用いられる金属板であって、前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金のめっき膜からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、前記金属板の断面のうち前記めっき膜の長手方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板である。前記めっき膜におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３８質量％以上且つ５４質量％以下であってもよい。
本開示の一実施形態による金属板において、前記結晶粒の平均断面積が、２．０μｍ２以上であってもよい。
本開示の一実施形態による金属板は、１３μｍ以上の厚みを有していてもよい。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクであって、金属板と、金属板に形成された貫通孔と、を備え、前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金の圧延材からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、前記金属板の断面のうち前記金属板の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、蒸着マスクである。前記圧延材におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３０質量％以上且つ３８質量％以下であってもよい。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクであって、金属板と、金属板に形成された貫通孔と、を備え、前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金のめっき膜からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、前記金属板の断面のうち前記めっき膜の長手方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、蒸着マスクである。前記めっき膜におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３８質量％以上且つ５４質量％以下であってもよい。
本開示の一実施形態による蒸着マスクにおいて、前記結晶粒の平均断面積が、２．０μｍ２以上であってもよい。
本開示の一実施形態による蒸着マスクにおいて、前記金属板は、１０μｍ以上の厚みを有していてもよい。
本開示の一実施形態は、上記記載の蒸着マスクと、前記蒸着マスクが溶接されたフレームと、を備える、蒸着マスク装置である。
本開示の一実施形態は、上記記載の金属板を準備する工程と、前記金属板を長手方向に沿って搬送する工程と、前記金属板に貫通孔を形成する加工工程と、を備える、蒸着マスクの製造方法である。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクを製造するために用いられる金属板の製造方法であって、ニッケルを含む鉄合金からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有する前記金属板を、圧延法によって圧延材として得る作製工程を備え、前記金属板の断面のうち圧延材の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板の製造方法である。前記作製工程は、母材を圧延する圧延工程と、圧延された前記母材を搬送しながら５００℃〜６００℃の範囲内で３０秒〜９０秒にわたってアニールするアニール工程と、を有していてもよい。
本開示の一実施形態は、蒸着マスクを製造するために用いられる金属板の製造方法であって、少なくともニッケルを含む鉄合金からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有する前記金属板を、めっき法によってめっき膜として得る作製工程を備え、前記金属板の断面のうちめっき膜の長手方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、
前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板の製造方法である。前記作製工程は、めっき液の中に部分的に浸漬されたドラムを回転させながら、ドラムの表面にめっき膜を形成する工程と、前記めっき膜を前記ドラムから剥がすことによって長尺状の前記めっき膜からなる前記金属板を得る工程と、を有していてもよい。
本開示の実施形態によれば、３０μｍ以下の厚みを有する金属板の強度及び溶接性が良好になる。
本開示の一実施形態による蒸着マスク装置を備えた蒸着装置を示す図である。 図１に示す蒸着マスク装置を用いて製造した有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。 本開示の一実施形態による蒸着マスク装置を示す平面図である。 図３に示された蒸着マスクの有効領域を示す部分平面図である。 図４のV−V線に沿った断面図である。 母材を圧延して所望の厚みを有する金属板を得る工程を示す図である。 圧延によって得られた金属板をアニールする工程を示す図である。 金属板から抽出した試験片を含む試料を示す図である。 試験片を含む試料の傾斜角度を調整する工程の一例を示す図である。 ＥＢＳＤ法の測定結果に基づいて解析された、試験片の断面に現れる結晶粒の一例を示す図である。 蒸着マスクの製造方法の一例を全体的に説明するための模式図である。 金属板上にレジストパターンを形成する工程を示す図である。 第１面エッチング工程を示す図である。 第２面エッチング工程を示す図である。 金属板から樹脂及びレジストパターンを除去する工程を示す図である。 金属板に局所的に生じる変形部の一例を示す図である。 図１６の金属板の変形部の断面形状の一例を示す図である。 蒸着マスクに張力を加えた状態でフレームに対する蒸着マスクの位置を調整する架張工程の一例を示す図である。 蒸着マスクをフレームに溶接する溶接工程を示す図である。 溶接工程によって形成された溶接部を示す図である。 好ましくない溶接部の一例を示す図である。 図２０の溶接部を拡大して示す図である。 好ましい溶接部の一例を示す図である。 図２２の溶接部を拡大して示す図である。 溶接部の溶接強度を測定する方法の一例を示す図である。 例１〜例１６に係る金属板の評価結果を示す図である。 例１〜例１６に係る金属板の厚み及び結晶粒のエリア平均断面積を示す散布図である。 選別された複数の金属板が有する結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。 選別された複数の金属板が有する結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。 選別された複数の金属板が有する結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。 例１〜例１６に係る金属板の厚み及び結晶粒の数平均断面積を示す散布図である。 例１〜例１６に係る金属板の結晶粒のエリア平均断面積と数平均断面積の相関を示す図である。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、「板」、「シート」、「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、「面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の面（シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。更に、本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
本明細書および本図面において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」、「上側に（又は下側に）」、または「上方に（又は下方に）」とする場合、特別な説明が無い限りは、ある構成が他の構成に直接的に接している場合のみでなく、ある構成と他の構成との間に別の構成が含まれている場合も含めて解釈することとする。また、特別な説明が無い限りは、上（または、上側や上方）又は下（または、下側、下方）という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、矛盾の生じない範囲で、その他の実施形態や変形例と組み合わせられ得る。また、その他の実施形態同士や、その他の実施形態と変形例も、矛盾の生じない範囲で組み合わせられ得る。また、変形例同士も、矛盾の生じない範囲で組み合わせられ得る。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、製造方法などの方法に関して複数の工程を開示する場合に、開示されている工程の間に、開示されていないその他の工程が実施されてもよい。また、開示されている工程の順序は、矛盾の生じない範囲で任意である。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、「〜」という記号によって表現される数値範囲は、「〜」という符号の前後に置かれた数値を含んでいる。例えば、「３４〜３８質量％」という表現によって画定される数値範囲は、「３４質量％以上且つ３８質量％以下」という表現によって画定される数値範囲と同一である。
本明細書の一実施形態において、有機ＥＬ表示装置を製造する際に有機材料を所望のパターンで基板上にパターニングするために用いられる蒸着マスクやその製造方法に関した例をあげて説明する。ただし、このような適用に限定されることなく、種々の用途に用いられる蒸着マスクに対し、本実施形態を適用することができる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態のみに限定して解釈されるものではない。
まず、対象物に蒸着材料を蒸着させる蒸着処理を実施する蒸着装置９０について、図１を参照して説明する。図１に示すように、蒸着装置９０は、その内部に、蒸着源（例えばるつぼ９４）、ヒータ９６、及び蒸着マスク装置１０を備えていてもよい。また、蒸着装置９０は、蒸着装置９０の内部を真空雰囲気にするための排気手段を更に備えていてもよい。るつぼ９４は、有機発光材料などの蒸着材料９８を収容する。ヒータ９６は、るつぼ９４を加熱して、真空雰囲気の下で蒸着材料９８を蒸発させる。蒸着マスク装置１０は、るつぼ９４と対向するよう配置されている。
以下、蒸着マスク装置１０について説明する。図１に示すように、蒸着マスク装置１０は、蒸着マスク２０と、蒸着マスク２０を支持するフレーム１５と、を備えていてもよい。フレーム１５は、蒸着マスク２０が撓んでしまうことがないように、蒸着マスク２０をその面方向に引っ張った状態で支持する。蒸着マスク装置１０は、図１に示すように、蒸着マスク２０が、蒸着材料９８を付着させる対象物である基板、例えば有機ＥＬ基板９２に対面するよう、蒸着装置９０内に配置される。以下の説明において、蒸着マスク２０の面のうち、有機ＥＬ基板９２側の面を第１面２０ａと称し、第１面２０ａの反対側に位置する面を第２面２０ｂと称する。
蒸着装置９０は、図１に示すように、有機ＥＬ基板９２の、蒸着マスク２０と反対の側の面に配置された磁石９３を備えていてもよい。磁石９３を設けることにより、磁力によって蒸着マスク２０を磁石９３側に引き寄せて、蒸着マスク２０を有機ＥＬ基板９２に密着させることができる。
図３は、蒸着マスク装置１０を蒸着マスク２０の第１面２０ａ側から見た場合を示す平面図である。図３に示すように、蒸着マスク装置１０は、複数の蒸着マスク２０を備えていてもよい。各蒸着マスク２０は、一対の長辺２６及び一対の短辺２７を含んでいてもよい。例えば、各蒸着マスク２０は、矩形状の形状を有していてもよい。各蒸着マスク２０は、一対の短辺２７又はその近傍の部分において、例えば溶接によってフレーム１５に固定されていてもよい。
蒸着マスク２０は、蒸着マスク２０を貫通する複数の貫通孔２５が形成された、金属製の板状の基材を含んでいてもよい。るつぼ９４から蒸発して蒸着マスク装置１０に到達した蒸着材料９８は、蒸着マスク２０の貫通孔２５を通って有機ＥＬ基板９２に付着する。これによって、蒸着マスク２０の貫通孔２５の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料９８を有機ＥＬ基板９２の表面に成膜することができる。
図２は、図１の蒸着装置９０を用いて製造した有機ＥＬ表示装置１００を示す断面図である。有機ＥＬ表示装置１００は、有機ＥＬ基板９２と、パターン状に設けられた蒸着材料９８を含む画素と、を備える。
なお、複数の色によるカラー表示を行いたい場合には、各色に対応する蒸着マスク２０が搭載された蒸着装置９０をそれぞれ準備し、有機ＥＬ基板９２を各蒸着装置９０に順に投入する。これによって、例えば、赤色用の有機発光材料、緑色用の有機発光材料および青色用の有機発光材料を順に有機ＥＬ基板９２に蒸着させることができる。
ところで、蒸着処理は、高温雰囲気となる蒸着装置９０の内部で実施される場合がある。この場合、蒸着処理の間、蒸着装置９０の内部に保持される蒸着マスク２０、フレーム１５および有機ＥＬ基板９２も加熱される。この際、蒸着マスク２０、フレーム１５および有機ＥＬ基板９２は、各々の熱膨張係数に基づいた寸法変化の挙動を示すことになる。この場合、蒸着マスク２０やフレーム１５と有機ＥＬ基板９２の熱膨張係数が大きく異なっていると、それらの寸法変化の差異に起因した位置ずれが生じ、この結果、有機ＥＬ基板９２上に付着する蒸着材料の寸法精度や位置精度が低下してしまう。
このような課題を解決するため、蒸着マスク２０およびフレーム１５の熱膨張係数が、有機ＥＬ基板９２の熱膨張係数と同等の値であることが好ましい。例えば、有機ＥＬ基板９２としてガラス基板が用いられる場合、蒸着マスク２０およびフレーム１５の主要な材料として、ニッケルを含む鉄合金を用いることができる。鉄合金は、ニッケルに加えてコバルトを更に含んでいてもよい。例えば、蒸着マスク２０を構成する基材の材料として、ニッケル及びコバルトの含有量が合計で３０質量％以上且つ５４質量％以下であり、且つコバルトの含有量が０質量％以上且つ６質量％以下である鉄合金を用いることができる。ニッケル若しくはニッケル及びコバルトを含む鉄合金の具体例としては、３４質量％以上且つ３８質量％以下のニッケルを含むインバー材、３０質量％以上且つ３４質量％以下のニッケルに加えてさらにコバルトを含むスーパーインバー材、３８質量％以上且つ５４質量％以下のニッケルを含む低熱膨張Ｆｅ−Ｎｉ系めっき合金などを挙げることができる。
なお蒸着処理の際に、蒸着マスク２０、フレーム１５および有機ＥＬ基板９２の温度が高温には達しない場合は、蒸着マスク２０およびフレーム１５の熱膨張係数を、有機ＥＬ基板９２の熱膨張係数と同等の値にする必要は特にない。この場合、蒸着マスク２０を構成する材料として、上述の鉄合金以外の材料を用いてもよい。例えば、クロムを含む鉄合金など、上述のニッケルを含む鉄合金以外の鉄合金を用いてもよい。クロムを含む鉄合金としては、例えば、いわゆるステンレスと称される鉄合金を用いることができる。また、ニッケルやニッケル−コバルト合金など、鉄合金以外の合金を用いてもよい。
次に、蒸着マスク２０について詳細に説明する。図３に示すように、蒸着マスク２０は、蒸着マスク２０の一対の短辺２７を含む一対の耳部（第１耳部１７ａ及び第２耳部１７ｂ）と、一対の耳部１７ａ，１７ｂの間に位置する中間部１８と、を備えていてもよい。
まず、耳部１７ａ，１７ｂについて詳細に説明する。耳部１７ａ，１７ｂは、蒸着マスク２０のうちフレーム１５に固定される部分である。本実施の形態において、耳部１７ａ，１７ｂは、中間部１８と一体的に構成されている。なお、耳部１７ａ，１７ｂは、中間部１８とは別の部材によって構成されていてもよい。この場合、耳部１７ａ，１７ｂは、例えば溶接によって中間部１８に接合される。
（中間部）
次に、中間部１８について説明する。中間部１８は、第１面２０ａから第２面２０ｂに至る貫通孔２５が形成された、少なくとも１つの有効領域２２と、有効領域２２を取り囲む周囲領域２３と、を含んでいてもよい。有効領域２２は、蒸着マスク２０のうち、有機ＥＬ基板９２の表示領域に対面する領域である。
図３に示す例において、中間部１８は、蒸着マスク２０の長辺２６に沿って所定の間隔を空けて配列された複数の有効領域２２を含む。一つの有効領域２２は、一つの有機ＥＬ表示装置１００の表示領域に対応する。このため、図１に示す蒸着マスク装置１０によれば、有機ＥＬ表示装置１００の多面付蒸着が可能である。なお、一つの有効領域２２が複数の表示領域に対応する場合もある。
図３に示すように、有効領域２２は、例えば、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有していてもよい。なお図示はしないが、各有効領域２２は、有機ＥＬ基板９２の表示領域の形状に応じて、様々な形状の輪郭を有することができる。例えば各有効領域２２は、円形状の輪郭を有していてもよい。
以下、有効領域２２について詳細に説明する。図４は、蒸着マスク２０の第２面２０ｂ側から有効領域２２を拡大して示す平面図である。図４に示すように、図示された例において、各有効領域２２に形成された複数の貫通孔２５は、当該有効領域２２において、互いに直交する二方向に沿ってそれぞれ所定のピッチで配列されている。
図５は、図４の有効領域２２のV−V方向に沿った断面図である。図５に示すように、複数の貫通孔２５は、蒸着マスク２０の法線方向Ｎに沿った一方の側となる第１面２０ａから、蒸着マスク２０の法線方向Ｎに沿った他方の側となる第２面２０ｂへ貫通している。図示された例では、後に詳述するように、蒸着マスク２０の法線方向Ｎにおける一方の側となる金属板６４の第１面６４ａに第１凹部３０がエッチングによって形成され、蒸着マスク２０の法線方向Ｎにおける他方の側となる金属板６４の第２面６４ｂに第２凹部３５が形成される。第１凹部３０は、第２凹部３５に接続され、これによって第２凹部３５と第１凹部３０とが互いに通じ合うように形成される。貫通孔２５は、第２凹部３５と、第２凹部３５に接続された第１凹部３０とによって構成されている。図４及び図５に示すように、第１凹部３０の壁面３１と、第２凹部３５の壁面３６とは、周状の接続部４１を介して接続されている。接続部４１は、蒸着マスク２０の平面視において貫通孔２５の開口面積が最小になる貫通部４２を画成する。
図５に示すように、蒸着マスク２０の第１面２０ａ側において、隣り合う二つの貫通孔２５は、金属板６４の第１面６４ａに沿って互いから離間している。蒸着マスク２０の第２面２０ｂ側においても、隣り合う二つの第２凹部３５が、金属板６４の第２面６４ｂに沿って互いから離間していてもよい。すなわち、隣り合う二つの第２凹部３５の間に金属板６４の第２面６４ｂが残存していてもよい。以下の説明において、金属板６４の第２面６４ｂの有効領域２２のうちエッチングされずに残っている部分のことを、トップ部４３とも称する。このようなトップ部４３が残るように蒸着マスク２０を作製することにより、蒸着マスク２０に十分な強度を持たせることができる。このことにより、例えば搬送中などに蒸着マスク２０が破損してしまうことを抑制することができる。なおトップ部４３の幅βが大きすぎると、蒸着工程においてシャドーが発生し、これによって蒸着材料９８の利用効率が低下することがある。従って、トップ部４３の幅βが過剰に大きくならないように蒸着マスク２０が作製されることが好ましい。シャドーとは、有機ＥＬ基板９２などの蒸着対象物のうち蒸着マスク２０の貫通孔と重なっている領域への蒸着材料の付着が、蒸着マスク２０の第２面２０ｂや壁面によって阻害される現象のことである。
図１に示すようにして蒸着マスク装置１０が蒸着装置９０に収容された場合、図５に二点鎖線で示すように、蒸着マスク２０の第１面２０ａが、有機ＥＬ基板９２に対面し、蒸着マスク２０の第２面２０ｂが、蒸着材料９８を保持したるつぼ９４側に位置する。したがって、蒸着材料９８は、次第に開口面積が小さくなっていく第２凹部３５を通過して有機ＥＬ基板９２に付着する。図５において第２面２０ｂ側から第１面２０ａへ向かう矢印で示すように、蒸着材料９８は、るつぼ９４から有機ＥＬ基板９２に向けて有機ＥＬ基板９２の法線方向Ｎに沿って移動するだけでなく、有機ＥＬ基板９２の法線方向Ｎに対して大きく傾斜した方向に移動することもある。このとき、蒸着マスク２０の厚みが大きいと、斜めに移動する蒸着材料９８が、トップ部４３、第２凹部３５の壁面３６や第１凹部３０の壁面３１に引っ掛かり易くなり、この結果、貫通孔２５を通過できない蒸着材料９８の比率が多くなる。従って、蒸着材料９８の利用効率を高めるためには、蒸着マスク２０の厚みｔを小さくし、これによって、第２凹部３５の壁面３６や第１凹部３０の壁面３１の高さを小さくすることが好ましいと考えられる。すなわち、蒸着マスク２０を構成するための金属板６４として、蒸着マスク２０の強度を確保できる範囲内で可能な限り厚みｔの小さな金属板６４を用いることが好ましいと言える。この点を考慮し、本実施の形態において、蒸着マスク２０の厚みｔは、例えば３０μｍ以下、好ましくは２５μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下になっている。蒸着マスク２０の厚みｔは、１８μｍ以下であってもよく、１５μｍ以下であってもよい。一方、蒸着マスク２０の厚みが小さくなり過ぎると、蒸着マスク２０の強度が低下し、蒸着マスク２０に損傷や変形が生じやすくなる。この点を考慮し、蒸着マスク２０の厚みｔは、５μｍ以上であってもよく、７μｍ以上であってもよく、１０μｍ以上であってもよく、１３μｍ以上であってもよく、１５μｍ以上であってもよい。なお厚みｔは、周囲領域２３の厚み、すなわち蒸着マスク２０のうち第１凹部３０および第２凹部３５が形成されていない部分の厚みである。従って厚みｔは、金属板６４の厚みであると言うこともできる。
蒸着マスク２０の厚みｔの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、蒸着マスク２０の厚みｔは、５μｍ以上３０μｍ以下であってもよく、７μｍ以上２５μｍ以下であってもよく、１０μｍ以上２０μｍ以下であってもよく、１３μｍ以上１８μｍ以下であってもよい。また、蒸着マスク２０の厚みｔの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、蒸着マスク２０の厚みｔは、２５μｍ以上３００μｍ以下であってもよい。また、蒸着マスク２０の厚みｔの範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、蒸着マスク２０の厚みｔは、５μｍ以上７μｍ以下であってもよい。
図５において、貫通孔２５の最小開口面積を持つ部分となる接続部４１と、第２凹部３５の壁面３６の他の任意の位置と、を通過する直線Ｌ１が、蒸着マスク２０の法線方向Ｎに対してなす最小角度が、符号θ１で表されている。斜めに移動する蒸着材料９８を、壁面３６に到達させることなく可能な限り有機ＥＬ基板９２に到達させるためには、角度θ１を大きくすることが有利となる。角度θ１を大きくする上では、蒸着マスク２０の厚みｔを小さくすることの他にも、上述のトップ部４３の幅βを小さくすることも有効である。
図５において、符号αは、金属板６４の第１面６４ａの有効領域２２のうちエッチングされずに残っている部分（以下、リブ部とも称する）の幅を表している。リブ部の幅αおよび貫通部４２の寸法ｒは、有機ＥＬ表示装置の寸法および表示画素数に応じて適宜定められる。例えば、リブ部の幅αは５μｍ以上且つ４０μｍ以下であり、貫通部４２の寸法ｒは１０μｍ以上且つ６０μｍ以下である。
リブ部の幅αは、１０μｍ以上であってもよく、１５μｍ以上であってもよく、２０μｍ以上であってもよい。また、リブ部の幅αは、３５μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下であってもよく、２５μｍ以下であってもよい。リブ部の幅αの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、リブ部の幅αは、１０μｍ以上３５μｍ以下であってもよく、１５μｍ以上３０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以上２５μｍ以下であってもよい。また、リブ部の幅αの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、リブ部の幅αは、３５μｍ以上４０μｍ以下であってもよい。また、リブ部の幅αの範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、リブ部の幅αは、５μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
貫通部４２の寸法ｒは、１５μｍ以上であってもよく、２０μｍ以上であってもよく、２５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよい。また、貫通部４２の寸法ｒの下限は、上述の１０μｍよりも小さくてもよい。例えば、貫通部４２の寸法ｒは、５μｍ以上であってもよい。また、貫通部４２の寸法ｒは、５５μｍ以下であってもよく、５０μｍ以下であってもよく、４５μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよく、３５μｍ以下であってもよい。貫通部４２の寸法ｒの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、貫通部４２の寸法ｒは、１５μｍ以上５５μｍ以下であってもよく、２０μｍ以上５０μｍ以下であってもよく、２５μｍ以上４５μｍ以下であってもよく、３０μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、３０μｍ以上３５μｍ以下であってもよい。また、貫通部４２の寸法ｒの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、貫通部４２の寸法ｒは、５５μｍ以上６０μｍ以下であってもよい。また、貫通部４２の寸法ｒの範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、貫通部４２の寸法ｒは、５μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
なお、図４及び図５においては、隣り合う二つの第２凹部３５の間に金属板６４の第２面６４ｂが残存している例を示したが、これに限られることはない。図示はしないが、隣り合う二つの第２凹部３５が接続されるようにエッチングが実施されてもよい。すなわち、隣り合う二つの第２凹部３５の間に、金属板６４の第２面６４ｂが残存していない場所が存在していてもよい。
次に、蒸着マスク２０を製造する方法について説明する。
はじめに、蒸着マスクを製造するために用いられる金属板の製造方法について説明する。本実施の形態においては、金属板が、ニッケルを含む鉄合金の圧延材からなる例について説明する。圧延材は、３０μｍ以下の厚みを有していてもよい。また、圧延材は、３０質量％以上且つ３８質量％以下のニッケルと、０質量％以上６質量％以下のコバルトと、残部の鉄と、不可避の不純物と、を含んでいてもよい。
まず、鉄及びニッケル並びにその他の原材料を準備する。例えば、原材料全体に対する鉄の比率及びニッケルの比率がそれぞれ約６４重量％及び約３６重量％となるよう、各原材料を準備する。続いて、各原材料を必要に応じて粉砕した後、各原材料を溶解炉にて溶解する溶解工程を実施する。例えば、アーク放電などの気体放電を利用して各原材料を溶解して混合する。これによって、金属板のための母材を得ることができる。
溶解時の温度は、原材料に応じて設定するが、例えば１５００℃以上である。溶解工程は、脱酸、脱水、脱窒素などのためにアルミニウム、マンガン、シリコンなどを溶解炉に投入する工程を含んでいてもよい。また、溶解工程は、大気圧よりも低い低圧状態で、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気下で実施してもよい。
母材を溶解炉から取り出した後、母材の表面を削り取る研削工程を実施してもよい。これによって、スケールなどの酸化物の被膜を除去することができる。具体的な研削方法は特には限られないが、砥石車を回転させて母材の表面を削る、いわゆるグラインディング法や、母材を切削具に押し込んで母材の表面を削る、いわゆる押し込み法などを採用することができる。研削工程は、母材の厚みが均一になるように実施されてもよい。
続いて、図６に示すように、ニッケルを含む鉄合金から構成された母材６０を圧延する圧延工程を実施する。例えば、一対の圧延ロール（ワークロール）６６ａ，６６ｂを含む圧延装置６６に向けて、矢印Ｄ１で示す方向に引張張力を加えながら搬送する。一対の圧延ロール６６ａ，６６ｂの間に到達した母材６０は、一対の圧延ロール６６ａ，６６ｂによって圧延され、この結果、母材６０は、その厚みが低減されるとともに、搬送方向に沿って伸ばされる。これによって、所定の厚みを有する金属板６４を得ることができる。図６に示すように、金属板６４をコア６１に巻き取ることによって巻き体６２を形成してもよい。
なお図６は、圧延工程の概略を示すものに過ぎず、圧延工程を実施するための具体的な構成や手順が特に限られることはない。例えば圧延工程は、母材６０を構成する鉄合金の結晶配列を変化させる温度以上の温度で母材を加工する熱間圧延工程や、鉄合金の結晶配列を変化させる温度以下の温度で母材を加工する冷間圧延工程を含んでいてもよい。また、一対の圧延ロール６６ａ，６６ｂの間に母材６０や金属板６４を通過させる際の向きが一方向に限られることはない。例えば、図６及び図７において、紙面左側から右側への向き、および紙面右側から左側への向きで繰り返し母材６０や金属板６４を一対の圧延ロール６６ａ，６６ｂの間に通過させることにより、母材６０や金属板６４を徐々に圧延してもよい。
圧延工程においては、圧下率を調整することにより、金属板６４に含まれる結晶粒の寸法を調整することができる。例えば、圧下率を高くすることにより、金属板６４に含まれる結晶粒の寸法を小さくすることができる。結晶粒の寸法を小さくする上では、圧下率を最大値に設定することが好ましい。また、圧下率を低くすることにより、金属板６４に含まれる結晶粒の寸法を大きくすることができる。
圧下率は、下記の式により算出される。
圧下率（％）＝（（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１）×１００
Ｔ１は、圧延工程が施される前の金属板６４の厚みであり、Ｔ２は、圧延工程が施された後の金属板６４の厚みである。
圧延工程における金属板６４の圧下率は、好ましくは７０％以上である。これにより、後述するように、金属板６４の結晶粒の平均断面積を５０μｍ２以下にすることができる。圧延工程における金属板６４の圧下率は、７５％以上であってもよく、８０％以上であってもよく、８５％以上であってもよい。また、圧延工程における金属板６４の圧下率は、好ましくは９５％以下である。これにより、後述するように、金属板６４の結晶粒の平均断面積を５０μｍ２以下にすることができる。圧延工程における金属板６４の圧下率は、９０％以下であってもよく、８５％以下であってもよい。
圧延工程における金属板６４の圧下率の範囲は、複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧下率は、７０％以上９５％以下であってもよく、７５％以上９０％以下であってもよく、８０％以上８５％以下であってもよい。また、圧延工程における金属板６４の圧下率の範囲は、複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧下率は、９０％以上９５％以下であってもよい。また、圧延工程における金属板６４の圧下率の範囲は、複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧下率は、７０％以上７５％以下であってもよい。
圧延工程においては、圧延速度、すなわち金属板６４の搬送速度を調整してもよい。例えば、圧延速度を増加させると、金属板６４と圧延ロール６６ａ，６６ｂとの間に巻き込まれる圧延オイルの量が増加する。これにより、金属板６４の表面にオイルピットが形成されることを抑制することができる。このように、金属板６４の搬送速度を調整することにより、金属板６４の表面のオイルピットの密度などを制御することができる。圧延速度は、５０ｍ／分以上であってもよく、７０ｍ／分以上であってもよく、１００ｍ／分以上であってもよい。また、圧延速度は、好ましくは２００ｍ／分以下である。圧延速度は、１５０ｍ／分以下であってもよく、１００ｍ／分以下であってもよく、８０ｍ／分以下であってもよい。
圧延速度は、複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延速度は、３０ｍ／分以上２００ｍ／分以下であってもよく、５０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下であってもよい。また、圧延速度の範囲は、複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延速度は、１５０ｍ／分以上２００ｍ／分以下であってもよく、１００ｍ／分以上１５０ｍ／分以下であってもよい。また、圧延速度の範囲は、複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延速度の範囲は、３０ｍ／分以上５０ｍ／分以下であってもよく、５０ｍ／分以上７０ｍ／分以下であってもよい。圧延速度は、好ましくは３０ｍ／分以上２００ｍ／分以下であり、より好ましくは３０ｍ／分以上１５０ｍ／分以下であり、より好ましくは３０ｍ／分以上１００ｍ／分以下であり、より好ましくは３０ｍ／分以上８０ｍ／分以下である。
また、圧延ロールの直径を調整してもよい。例えば、圧延ロールの直径を増加させると、金属板６４の表面に形成されるオイルピットが増加する。このように、圧延ロールの直径を調整することにより、金属板６４の表面のオイルピットの密度などを制御することができる。圧延ロールの直径は、好ましくは２８ｍｍ以上である。圧延ロールの直径は、４０ｍｍ以上であってもよく、５０ｍｍ以上であってもよい。また、圧延ロールの直径は、好ましくは１５０ｍｍ以下である。圧延ロールの直径は、１２０ｍｍ以下であってもよく、１００ｍｍであってもよく、８０ｍｍ以下であってもよい。
圧延ロールの直径の範囲は、複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延ロールの直径は、２８ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であってもよく、４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であってもよい。また、圧延ロールの直径の範囲は、複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延ロールの直径は、１２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であってもよい。また、圧延ロールの直径の範囲は、複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、圧延ロールの直径は、２８ｍｍ以上４０ｍｍ以下であってもよい。圧延ロールの直径は、好ましくは２８ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であり、より好ましくは４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であり、より好ましくは５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、より好ましくは５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下である。
また、圧延工程においては、金属板６４の形状を調整するために圧延アクチュエータの圧力を調整してもよい。また、圧延ロール（ワークロール）６６ａ，６６ｂに加えてバックアップロールの形状を適宜調整してもよく、バックアップロールの位置を板幅方向に適宜調整してもよい。
また、冷間圧延工程においては、母材６０と圧延ロール６６ａ，６６ｂとの間に灯油やニート油などのクーラントを供給してもよい。これにより、母材の温度を制御することができる。
また、クーラントを適切に選択することによって、金属板６４の表面に形成されるオイルピットや圧延筋の数、面積などを調整することができる。例えば、クーラントとしてニート油を用いることができる。ニート油は、圧延時の粘度の上昇が生じにくいという特性を有する。このため、クーラントとしてニート油を用いることにより、金属板６４と圧延ロール６６ａ，６６ｂとの間に巻き込まれるクーラントの量を低減することができる。これにより、金属板６４の表面にオイルピットが形成されることを抑制することができる。
また、圧延ロールの表面粗さを適切に選択することによっても、金属板６４の表面に形成されるオイルピットや圧延筋の数、面積などを調整することができる。例えば、圧延ロールの表面粗度Ｒａを小さくすることにより、金属板６４の表面に圧延筋が形成されることを抑制することができる。圧延ロールの表面粗度Ｒａは、好ましくは０．２μｍ以下である。圧延ロールの表面粗度Ｒａは、０．１５μｍ以下であってもよく、０．１μｍ以下であってもよく、０．０５μｍ以下であってもよい。圧延ロールの表面粗度Ｒｚは、好ましくは２．０μｍ以下である。圧延ロールの表面粗度Ｒｘは、１．５μｍ以下であってもよく、１．０μｍ以下であってもよく、０．５μｍ以下であってもよい。また、圧延ロールの表面粗度Ｒｚは、好ましくは２．０μｍ以下である。圧延ロールの表面粗度Ｒｚは、１．５μｍ以下であってもよく、１．０μｍ以下であってもよく、０．５μｍ以下であってもよい。表面粗度Ｒａ、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に基づいて測定される。
また、圧延工程の前後、又は圧延工程の間に母材６０又は金属板６４の品質や特性を分析する分析工程を実施してもよい。例えば、蛍光Ｘ線を母材６０又は金属板６４に照射して組成を分析してもよい。また、熱機械分析（TMA:Thermomechanical Analysis）によって母材６０又は金属板６４の熱膨張量を測定してもよい。
（アニール工程）
その後、圧延によって金属板６４内に蓄積された残留応力を取り除くため、図７に示すように、アニール装置６７を用いて金属板６４をアニールするアニール工程を実施してもよい。アニール工程は、図７に示すように、金属板６４を搬送方向（長手方向）に引っ張りながら実施されてもよい。すなわち、アニール工程は、いわゆるバッチ式の焼鈍ではなく、搬送しながらの連続焼鈍として実施されてもよい。この場合、金属板６４に座屈折れなどの変形が生じることを抑制するように温度や搬送速度を設定することが好ましい。アニール工程を実施することにより、残留歪がある程度除去された金属板６４を得ることができる。なお、図７においては、アニール工程の際に金属板６４を水平方向に搬送する例を示しているが、これに限られることはなく、アニール工程の際に金属板６４を、垂直方向などのその他の方向に搬送してもよい。
アニール工程の条件は、金属板６４の厚みや圧下率などに応じて適切に設定されるが、例えば、５００℃以上６００℃以下の範囲内で３０秒以上９０秒以下にわたってアニール工程が実施される。なお上記の秒数は、アニール装置６７中で所定の温度に調整された空間を金属板６４が通過することに要する時間を表している。アニール工程の温度は、金属板６４の軟化が生じないように設定されてもよい。
アニール工程の温度の下限は、上述の５００℃よりも低くてもよい。例えば、アニール工程の温度は、４００℃以上であってもよく、４５０℃以上であってもよい。また、アニール工程の温度の上限は、上述の６００℃よりも高くてもよい。例えば、アニール工程の温度は、７００℃以下であってもよく、６５０℃以下であってもよい。また、アニール工程の温度の範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の温度は、４００℃以上７００℃以下であってもよく、４５０℃以上６５０℃以下であってもよい。また、アニール工程の温度の範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の温度は、６５０℃以上７００℃以下であってもよい。また、アニール工程の温度の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の温度は、４００℃以上４５０℃以下であってもよい。
アニール工程の時間は、４０秒以上であってもよく、５０秒以上であってもよい。また、アニール工程の時間の下限は、上述の３０秒よりも短くてもよい。例えば、アニール工程の時間は、１０秒以上であってもよく、２０秒以上であってもよい。また、アニール工程の時間は、８０秒以下であってもよく、７０秒以下であってもよく、６０秒以下であってもよい。また、アニール工程の時間の上限は、上述の９０秒よりも長くてもよい。例えば、アニール工程の時間は、１００秒以下であってもよい。また、アニール工程の時間の範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の時間は、１０秒以上１００秒以下であってもよく、２０秒以上９０秒以下であってもよく、３０秒以上８０秒以下であってもよく、４０秒以上７０秒以下であってもよく、５０秒以上６０秒以下であってもよい。また、アニール工程の時間の範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の時間は、９０秒以上１００秒以下であってもよい。また、アニール工程の時間の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、アニール工程の時間は、１０秒以上２０秒以下であってもよい。
アニール工程の時間は、アニール工程の温度に応じて定められてもよい。例えばアニール工程の温度が高い場合は、結晶粒の成長が速く進むので、アニール工程の時間が長すぎると、結晶粒の平均断面積が後述する５０μｍ２などの第２閾値を超えやすくなる。この点を考慮し、アニール工程の時間の上限は、結晶粒の平均断面積が第２閾値を超えないように、アニール工程の温度に応じて定められてもよい。アニール工程の温度に応じて定められる、アニール工程の時間の上限の例を以下に示す。
・３５０℃超４００℃以下：１２時間以下
・４００℃超４５０℃以下：３０分以下
・４５０℃超５００℃以下：１０分以下
・５００℃超５５０℃以下：５分以下
・５５０℃超６００℃以下：３分以下
・６００℃超６５０℃以下：１分以下
好ましくは上述のアニール工程は、非還元雰囲気や不活性ガス雰囲気で実施される。ここで非還元雰囲気とは、水素などの還元性ガスを含まない雰囲気のことである。「還元性ガスを含まない」とは、水素などの還元性ガスの濃度が１０％以下であることを意味している。アニール工程において、還元性ガスの濃度は、８％以下であってもよく、６％以下であってもよく、４％以下であってもよく、２％以下であってもよく、１％以下であってもよい。また不活性ガス雰囲気とは、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどの不活性ガスの濃度が９０％以上である雰囲気のことである。アニール工程において、不活性ガスの濃度は、９２％以上であってもよく、９４％以上であってもよく、９６％以上であってもよく、９８％以上であってもよく、９９％以上であってもよい。非還元雰囲気や不活性ガス雰囲気でアニール工程を実施することにより、ニッケル水酸化物などのニッケル化合物が金属板６４の表面層に生成されることを抑制することができる。アニール装置６７は、不活性ガスの濃度をモニタする機構や、不活性ガスの濃度を調整する機構を有していてもよい。
アニール工程の前に、金属板６４を洗浄する洗浄工程を実施してもよい。これにより、アニール工程の際に金属板６４の表面に異物が付着することを抑制することができる。洗浄のための洗浄液としては、例えば、炭化水素系の液を用いることができる。
また図７においては、アニール工程が、金属板６４を長手方向に引っ張りながら実施される例を示したが、これに限られることはなく、アニール工程を、金属板６４がコア６１に巻き取られた状態で実施してもよい。すなわちバッチ式の焼鈍が実施されてもよい。なお、金属板６４がコア６１に巻き取られた状態でアニール工程を実施する場合、金属板６４に、巻き体６２の巻き取り径に応じた反りの癖がついてしまうことがある。従って、巻き体６２の巻き径や母材６０を構成する材料によっては、金属板６４を長手方向に引っ張りながらアニール工程を実施することが有利である。
その後、金属板６４の幅が所定の範囲内になるよう、圧延工程によって得られた金属板６４の幅方向における両端をそれぞれ所定の範囲にわたって切り落とすスリット工程を実施してもよい。このスリット工程は、圧延に起因して金属板６４の両端に生じ得るクラックを除去するために実施される。このようなスリット工程を実施することにより、金属板６４が破断してしまう現象、いわゆる板切れが、クラックを起点として生じてしまうことを防ぐことができる。
スリット工程において切り落とされる部分の幅は、スリット工程後の金属板６４の形状が、幅方向において左右対称になるように調整されてもよい。また、スリット工程を、上述のアニール工程の前に実施してもよい。
なお、上述の圧延工程、アニール工程及びスリット工程のうちの少なくとも２つの工程を複数回繰り返すことによって、所定の厚みの長尺状の金属板６４を作製してもよい。
アニール工程の後、金属板６４の断面に現れる結晶粒の寸法を検査する結晶粒検査工程を実施する。具体的には、結晶粒の平均断面積が第１閾値以上且つ第２閾値以下であるか否かを検査する。以下、このような検査を実施することの背景について説明する。
本件発明者らが鋭意研究を行ったところ、金属板６４の厚みが小さくなると、金属板６４や金属板６４から製造された蒸着マスク２０に特定の変形部が形成され易くなることを見出した。変形部は、例えば、局所的な突起や凹みなどである。変形部は、例えば、蒸着マスク２０の製造工程において金属板６４を搬送する際や、金属板６４から製造された蒸着マスク２０を取り扱う際に生じる。変形部は、金属板６４の厚みが小さくなるほど生じやすくなる。例えば、金属板６４の厚みが３０μｍ以下の場合に生じやすく、２５μｍ以下の場合に更に生じやすく、２０μｍ以下の場合に更に生じやすい。
金属板６４の厚みが小さい場合に変形が生じやすくなる原因としては、金属板６４の強度の低下が考えられる。一方、金属板６４の厚みが小さい場合にも金属板６４の強度を確保する方法としては、金属板６４の結晶粒の寸法を小さくすることが考えられる。
結晶粒の寸法の指標としては、結晶粒の粒径、結晶粒の断面積、結晶粒の体積などが考えられる。ここで、本件発明者らが鋭意研究を行ったところ、３０μｍ以下の厚みを有する金属板６４の結晶粒の寸法を定量的に把握する手法として、電子線後方散乱回折法（以下、ＥＢＳＤ（Electron Backscatter Diffraction Patterns）法とも称する）に基づいて結晶粒の平均断面積を算出する方法が、精度などの点で優れていることを見出した。従って、本実施の形態においては、金属板６４の結晶粒の平均断面積が第２閾値以下であるか否かを検査することを提案する。第２閾値は、金属板６４に求められる強度に応じて決定されるが、例えば５０μｍ２である。第２閾値は、４５μｍ２であってもよく、４０μｍ２であってもよく、３５μｍ２であってもよく、３０μｍ２であってもよく、２５μｍ２であってもよく、２０μｍ２であってもよい。金属板６４の厚みがより小さい場合、より小さい第２閾値が採用されてもよい。例えば、金属板６４の厚みが２０μｍ以下である場合、例えば２０μｍ未満や１５μｍ以下である場合、第２閾値は、例えば２０μｍ２であり、１５μｍ２であってもよく、１０μｍ２であってもよい。ＥＢＳＤ法による測定方法の詳細については後述する。
一方、本件発明者らが鋭意研究を行ったところ、金属板６４の結晶粒の寸法が小さくなり過ぎると、金属板６４の溶接性が低下することを見出した。例えば、金属板６４から製造された蒸着マスク２０をフレーム１５に溶接する際に、金属板６４の表面にクラックが生じやすくなることを見出した。この点を考慮し、本実施の形態においては、金属板６４の結晶粒の平均断面積が第１閾値以上であるか否かを検査することを提案する。第１閾値は、金属板６４に求められる溶接性に応じて決定されるが、例えば０．５μｍ２である。第１閾値は、２μｍ２であってもよく、５μｍ２であってもよく、１０μｍ２であってもよく、１５μｍ２であってもよく、２０μｍ２であってもよい。
なお、平均断面積のタイプとしては後述するエリア平均断面積や数平均断面積などが挙げられるが、上述の第１閾値、第２閾値によって好ましい範囲が定められる平均断面積はエリア平均断面積である。以下の説明において、特に断らない限り「平均断面積」は「エリア平均断面積」を意味する。
平均断面積として数平均断面積を採用する場合、３０μｍ以下の厚みを有する金属板６４において、第２閾値は、例えば３．２μｍ２であり、３．０μｍ２であってもよく、２．５μｍ２であってもよく、２．０μｍ２であってもよく、１．８μｍ２であってもよく、１．６μｍ２であってもよく、１．４μｍ２であってもよい。金属板６４の厚みが２０μｍ以下である場合、例えば２０μｍ未満や１５μｍ以下である場合、第２閾値は、例えば１．６μｍ２であり、１．４μｍ２であってもよく、１．２μｍ２であってもよ、１．０μｍ２であってもよい。また、第１閾値は、例えば０．２μｍ２であり、０．４μｍ２であってもよく、０．６μｍ２であってもよく、０．８μｍ２であってもよく、１．０μｍ２であってもよく、１．２μｍ２であってもよい。
検査工程においては、例えば、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下である金属板６４を、合格と判定する。また、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２未満である、又は５０μｍ２を超える金属板６４を、不合格と判定する。
検査工程において合格と判定される金属板６４の結晶粒の平均断面積の範囲は、上限を規定する上述の複数の第２閾値の候補のうちの任意の１つと、下限を規定する上述の複数の下限の第１閾値の候補のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、合格と判定される金属板６４、すなわち選別された金属板６４の結晶粒の平均断面積は、２μｍ２以上４５μｍ２以下であってもよく、５μｍ２以上４０μｍ２以下であってもよく、１０μｍ２以上３５μｍ２以下であってもよく、１５μｍ２以上３０μｍ２以下であってもよく、２０μｍ２以上２５μｍ２以下であってもよい。また、選別された金属板６４の結晶粒の平均断面積の範囲は、上限を規定する上述の複数の第２閾値の候補のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、選別された金属板６４の結晶粒の平均断面積は、４５μｍ２以上５０μｍ２以下であってもよい。また、選別された金属板６４の結晶粒の平均断面積の範囲は、下限を規定する上述の複数の第１閾値の候補のうちの任意の２つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、選別された金属板６４の結晶粒の平均断面積は、０．５μｍ２以上２μｍ２以下であってもよい。
以下、ＥＢＳＤ法による測定方法について、図８乃至図１０を参照して説明する。ＥＢＳＤ法とは、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとも称する）などを用いて試料の表面に対して大きく傾斜した方向から試料に電子線を照射した場合に得られる電子線の回折パターン（以下、ＥＢＳＤパターンとも称する）に基づいて、結晶粒を解析する方法である。測定装置としては、例えば、ショットキー電界放出走査型電子顕微鏡と、ＥＢＳＤ検出器とを組み合わせたものを用いることができる。ＥＢＳＤ検出器としては、例えば、株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ（Orientation Imaging Microscopy）検出器を用いることができる。
ＥＢＳＤ法による測定においては、まず、金属板６４を、圧延工程の際の金属板６４の搬送方向Ｄ１（以下、圧延方向とも称する）とは垂直な方向に切断して試験片５０を準備する。圧延方向Ｄ１は、金属板６４の光沢面を金属顕微鏡で観察した場合に確認される線状の圧延痕が延びる方向である。切断具としては、例えばトリミング用のカミソリを用いることができる。試験片５０の厚みは、金属板６４の厚みに等しい。続いて、試験片５０を樹脂で封止する。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いる。樹脂の厚みは、例えば１ｍｍである。続いて、トリミング用のカミソリを用い、圧延方向Ｄ１とは垂直な方向であって、試験片の面方向にも垂直な方向に沿って、試験片を樹脂とともに切断する。これによって、金属板６４の試験片の断面５０ｃを樹脂から露出させる。これにより、図８に示すように、測定用の断面５０ｃが樹脂５５から露出された試験片５０を含む試料５６を得ることができる。試料５６は、金属板６４の圧延方向Ｄ１に直交する平面に対して断面５０ｃが−１０°以上＋１０°以下の角度を成すよう構成される。
測定用の断面５０ｃを樹脂５５から露出させた後、ミクロトームを用いて、試験片５０の断面５０ｃをトリミングしてもよい。このトリミングにおいては、例えば、試験片５０の断面５０ｃの機械的歪みを低減させるため、試験片５０を封止する樹脂５５とともに、試験片５０の断面５０ｃに対して垂直な方向に１ｍｍ程度、ミクロトームで切り進める。続いて、イオンミリング装置を用いて、試験片５０の断面５０ｃに対して垂直な方向にブロードアルゴンイオンビームを照射する。具体的には、試験片５０の上に遮蔽板を載置し、遮蔽板から試験片５０をわずかに突出させた状態で、加速されたアルゴンイオンを遮蔽板側から試験片５０に照射して試験片５０を加工し、観察対象の断面５０ｃを生成する。この場合、アルゴンイオンの照射方向と平行な面方向を有する断面５０ｃが得られる。これらの作業は、前工程で発生している機械的な結晶構造への破壊が最小限になるよう、精密に試験片５０の断面５０ｃを露出させるための作業である。なお、「垂直な方向」は、対象の面や方向に対して厳密に９０度を成す方向でなくてもよく、１０度程度の誤差を含んでいてもよい。例えば、圧延方向Ｄ１に垂直な方向とは、圧延方向Ｄ１に対して８０度以上１００度以下を成す方向である。また、表面に垂直な方向とは、表面に対して８０度以上１００度以下を成す方向である。
続いて、ショットキー電界放出走査型電子顕微鏡の対物レンズ５７から試料５６の試験片５０の断面５０ｃに電子線Ｅを照射する。また、試験片５０から生じるＥＢＳＤパターンを、ＥＢＳＤ検出器５８を用いて検出する。
ＥＢＳＤ法に用いる走査型電子顕微鏡の条件の一例は、以下の通りである。
・観察倍率：２０００倍（撮影時の観察倍率基準は、Polaroid545とする）
・加速電圧：１５ｋＶ
・ワーキングディスタンス：１５ｍｍ
・試料傾斜角度：７０度
図９は、試験片５０を含む試料５６の傾斜角度を調整する工程の一例を示す図である。まず、試験片５０を含む試料５６を、試料５６の面のうち試験片５０が露出している面（観察面または測定面）を上に向けて試料台に固定し試料５６を走査型電子顕微鏡に挿入し、対物レンズ５７の直下まで移動させる。続いて、対物レンズ５７から照射される電子線ＥとＥＢＳＤ検出器５８の法線Ｎ１の交点を中心として、ＥＢＳＤ検出器５８に向けて試料５６を角度φ１だけ回転させる。角度φ１が、上述の試料傾斜角度に相当し、例えば７０度である。この場合、対物レンズ５７から試料５６に入射する電子線Ｅが試料５６の面に対して成す角度φ２は、２０度になる。
続いて、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、すなわちＥＢＳＤパターンを解析して、試験片５０の断面５０ｃに現れる結晶粒５１の平均断面積を算出する。ＥＢＳＤ法による結晶解析の条件の一例は、以下の通りである。
・ステップサイズ：７０ｎｍ
解析条件：
株式会社ＴＳＬソリューションズ製の結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）を使用して、以下の解析を実施する。
結晶粒の平均断面積が大きい場合は、ＳＥＭでの観察倍率を第１倍率とする。例えば、結晶粒の平均断面積が２μｍ２以上の場合は、ＳＥＭでの観察倍率を第１倍率とする。第１倍率は、例えば２０００倍である。また、解析の対象になる測定領域に現れる結晶粒の数が１０００個未満である場合、測定対象領域をずらしながら金属板６４の断面の複数の位置で画像を取得し、得られた複数の画像を連結することにより、１０００個以上の結晶粒が現れる画像を生成してもよい。このとき、金属板６４の試験片５０の厚み方向の中心から両端までを測定領域とし、断面５０ｃに樹脂が付着している部分や、耐酸性皮膜が存在している部分は、測定領域から除外する。
結晶粒の平均断面積が小さい場合は、ＳＥＭでの観察倍率を、第１倍率よりも高い第２倍率とする。例えば、結晶粒の平均断面積が２μｍ２未満の場合は、ＳＥＭでの観察倍率を第２倍率とする。第２倍率は、例えば５０００倍である。この場合も、必要であれば、得られた複数の画像を連結することにより、１０００個以上の結晶粒が現れる画像を生成してもよい。
株式会社ＴＳＬソリューションズ製の結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）にて定義される信頼性指数（Confidence Index：ＣＩ値）が所定値以下のデータは排除して、解析を実施する。例えば、ＣＩ値が０．１５以下のデータを排除する。これにより、試料５６の表裏に存在する、前処理に使用した樹脂や、試料５６の断面に存在している粒界や、アモルファスの影響を排除することができる。
本実施の形態によれば、ＥＢＳＤ法を採用することにより、金属板６４の結晶粒の寸法に関する情報を精度良く得ることができる。このため、金属板６４の検査工程を高い精度で実施することができる。
図２７は、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上５０μｍ２以下である金属板を合格と判定する判定条件に基づいて選別された複数の金属板６４の、結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。図２７において、横軸は、各金属板６４において算出された結晶粒の平均断面積の値を表す。また、縦軸は、横軸に示された範囲の結晶粒の平均断面積を有する金属板６４の個数を示す。例えば、選別された複数の金属板６４のうち、２０μｍ２以上３０μｍ２未満の結晶粒の平均断面積を有する金属板６４の個数は１５である。なお、図２７に示すように、測定誤差などに起因して、選別された金属板６４の一部が、０．５μｍ２未満又は５０μｍ２を超える結晶粒の平均断面積を有する場合もある。
図２８は、結晶粒の平均断面積が１０μｍ２以上４０μｍ２以下である金属板を合格と判定する判定条件に基づいて選別された複数の金属板６４の、結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。図２８に示す横軸及び縦軸の意味は、図２７の場合と同一である。図２８の例では、図２７の例に比べて、合格と判定されて選別される金属板６４の範囲が狭い。この場合、図２８に示す選別を実施すると、図２７に示す選別を実施することにもなる。
上述の説明においては、結晶粒の平均断面積に基づいて金属板６４を検査する検査工程を、金属板６４の合否を判定するために、すなわち金属板６４の選別のために実施する例を示した。すなわち、検査工程が、金属板６４の製造方法において金属板６４を選別する選別工程として機能する例を示した。しかしながら、検査工程は、金属板６４の製造方法における金属板６４の選別以外の目的で用いられてもよい。
なお、選別工程における選別条件は任意である。例えば、選別工程は、上限を規定する上述の複数の第２閾値の候補のうちの任意の１つと、下限を規定する上述の複数の第１閾値の候補のうちの任意の１つの組み合わせによって定められる範囲に属する結晶粒の平均断面積を有する金属板６４を選別してもよい。また、選別工程は、上限を規定する上述の複数の第２閾値の候補のうちの任意の２つの組み合わせによって定められる範囲に属する結晶粒の平均断面積を有する金属板６４を選別してもよい。また、選別工程は、下限を規定する上述の複数の第１閾値の候補のうちの任意の２つの組み合わせによって定められる範囲に属する結晶粒の平均断面積を有する金属板６４を選別してもよい。
検査工程を金属板６４の製造方法における金属板６４の選別以外の目的で用いる例について説明する。例えば、結晶粒の平均断面積に基づく金属板６４の検査は、圧延工程の条件やアニール工程の条件などの、金属板６４を製造するための条件を最適化するために利用されてもよい。具体的には、まず、様々な圧延条件やアニール条件で金属板６４を製造し、得られた金属板６４の結晶粒の平均断面積を算出する。また、圧延条件及びアニール条件と、得られた金属板６４の結晶粒の平均断面積とを照らし合わせる。これによって、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下である金属板６４を高い確率で製造するための圧延条件及びアニール条件などを見出すことができる。このように、結晶粒の平均断面積に基づく金属板６４の検査は、適切な圧延条件及びアニール条件を見出すために利用されてもよい。この場合、実際の製造工程において得られた金属板６４の全てに対して、結晶粒の平均断面積を算出する検査工程を実施する必要はない。例えば、一部の金属板６４に対してのみ検査工程を実施してもよい。若しくは、圧延条件及びアニール条件などの製造条件がいったん設定された後は、結晶粒の平均断面積を算出する検査工程が全く実施されなくてもよい。
図２９は、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上５０μｍ２以下である金属板６４を合格とする判定条件を利用して見出された製造条件に基づいて製造された複数の金属板６４の、結晶粒の平均断面積の分布の一例を示す図である。図２９に示す横軸及び縦軸の意味は、図２７の場合と同一である。図２９の例においては、選別工程を実施しない場合であっても、製造された複数の金属板６４が０．５μｍ２以上５０μｍ２以下の結晶粒の平均断面積を有している。
また、圧延工程の後、若しくはアニール工程の後、金属板６４の外観を検査する外観検査工程を実施してもよい。外観検査工程は、自動検査機を用いて金属板６４の外観を検査する工程を含んでいてもよい。また、外観検査工程は、目視で金属板６４の外観を検査する工程を含んでいてもよい。
また、圧延工程の後、若しくはアニール工程の後、金属板６４の形状を検査する形状検査工程を実施してもよい。例えば、３次元測定器を用いて、厚み方向における金属板６４の表面の位置を金属板６４の所定の領域内で測定してもよい。
本実施の形態による金属板の製造方法によれば、上述の判定条件を満たす結晶粒の平均断面積を有する金属板６４を得ることができる。例えば、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上５０μｍ２以下である金属板６４を得ることができる。
なお、上述の形態においては、検査工程における金属板６４の合否判定や金属板６４の選別において、結晶粒の平均断面積の下限を規定する第１閾値、及び結晶粒の平均断面積の上限を規定する第２閾値の両方が用いられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、検査工程における金属板６４の合否判定や金属板６４の選別において、第１閾値又は第２閾値のいずれか一方のみが用いられてもよい。
例えば、結晶粒の平均断面積が第１閾値以上である金属板６４を、合格と判定したり選別したりしてもよい。金属板６４の結晶粒の平均断面積が第１閾値以上であることにより、金属板６４に溶接性を持たせることができる。
若しくは、結晶粒の平均断面積が第２閾値以下である金属板６４を、合格と判定したり選別したりしてもよい。金属板６４の結晶粒の平均断面積が第２閾値以下であることにより、金属板６４に強度を持たせることができる。
また、上述の形態においては、金属板６４の厚みを低減させる方法として圧延が採用される例を示したが、これには限られない。例えば、金属板６４を、第１面６４ａ側から、第２面６４ｂ側から、又は、第１面６４ａ側及び第２面６４ｂ側の両方からエッチングすることによって、金属板６４の厚みを低減してもよい。このようなエッチングは、圧延工程に替えて実施されてもよく、圧延工程に加えて実施されてもよい。
エッチングによって金属板６４の厚みを低減する場合であっても、エッチング後の金属板６４の結晶粒の平均断面積が第１閾値以上であることにより、金属板６４に溶接性を持たせることができる。また、エッチング後の金属板６４の結晶粒の平均断面積が第２閾値以下であることにより、金属板６４に強度を持たせることができる。なお、金属板６４の結晶粒の断面積などは、エッチングによっては変化しない。
次に、結晶粒の平均断面積が第１閾値以上第２閾値以下である金属板６４を用いて、例えば結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下である金属板６４を用いて蒸着マスク２０を製造する方法について、主に図１１〜図１５を参照して説明する。ここでは、金属板６４をエッチングして金属板６４に貫通孔２５を形成することにより、蒸着マスク２０を製造する方法について説明する。図１１は、金属板６４を用いて蒸着マスク２０を製造する製造装置５９を示す図である。まず、金属板６４をコア６１に巻き取った巻き体６２を準備する。そして、このコア６１を回転させて巻き体６２を巻き出すことにより、図１１に示すように、帯状に延びる金属板６４を供給する。
供給された金属板６４は、搬送ローラー７２によって、加工装置７０、分離装置７３へ順に搬送される。加工装置７０は、金属板６４を加工して金属板６４に貫通孔２５を形成する加工工程を実施する。なお本実施の形態においては、複数枚の蒸着マスク２０に対応する多数の貫通孔２５を金属板６４に形成する。言い換えると、金属板６４に複数枚の蒸着マスク２０を割り付ける。分離装置７３は、金属板６４のうち１枚分の蒸着マスク２０に対応する複数の貫通孔２５が形成された部分を金属板６４から分離する分離工程を実施する。このようにして、枚葉状の蒸着マスク２０を得ることができる。
図１２乃至図１５を参照して、加工工程について説明する。まず、金属板６４の第１面６４ａ上および第２面６４ｂ上に感光性レジスト材料を含むレジスト膜を形成する。例えば、カゼインなどの感光性レジスト材料を含む塗布液を金属板６４に塗布し、その後、塗布液を乾燥させることにより、レジスト膜を形成する。若しくは、金属板６４にドライフィルムを貼り付けることにより、レジスト膜を形成してもよい。続いて、レジスト膜を露光及び現像する。これにより、図１２に示すように、金属板６４の第１面６４ａ上に第１レジストパターン６５ａを形成し、金属板６４の第２面６４ｂ上に第２レジストパターン６５ｂを形成することができる。
次に、図１３に示すように、金属板６４の第１面６４ａのうち第１レジストパターン６５ａによって覆われていない領域を、第１エッチング液を用いてエッチングする第１面エッチング工程を実施する。例えば、第１エッチング液を、搬送される金属板６４の第１面６４ａに対面する側に配置されたノズルから、第１レジストパターン６５ａ越しに金属板６４の第１面６４ａに向けて噴射する。この結果、図１３に示すように、金属板６４のうちの第１レジストパターン６５ａによって覆われていない領域で、第１エッチング液による浸食が進む。これによって、金属板６４の第１面６４ａに多数の第１凹部３０が形成される。第１エッチング液としては、例えば塩化第２鉄溶液及び塩酸を含むものを用いる。
次に、図１４に示すように、金属板６４の第２面６４ｂのうち第２レジストパターン６５ｂによって覆われていない領域をエッチングし、第２面６４ｂに第２凹部３５を形成する第２面エッチング工程を実施する。第２面エッチング工程は、第１凹部３０と第２凹部３５とが互いに通じ合い、これによって貫通孔２５が形成されるようになるまで実施される。第２エッチング液としては、上述の第１エッチング液と同様に、例えば塩化第２鉄溶液及び塩酸を含むものを用いる。なお、第２面エッチング工程の際、図１４に示すように、第２エッチング液に対する耐性を有した樹脂６９によって第１凹部３０が被覆されていてもよい。
その後、図１５に示すように、金属板６４から樹脂６９を除去する。樹脂６９は、例えばアルカリ系剥離液を用いることによって、除去することができる。アルカリ系剥離液が用いられる場合、図１５に示すように、樹脂６９と同時にレジストパターン６５ａ，６５ｂも除去される。なお、樹脂６９を除去した後、樹脂６９を剥離させるための剥離液とは異なる剥離液を用いて、樹脂６９とは別途にレジストパターン６５ａ，６５ｂを除去してもよい。
その後、金属板６４に割り付けられた複数の蒸着マスク２０を１つ１つ取り出す。例えば、金属板６４のうち１枚分の蒸着マスク２０に対応する複数の貫通孔２５が形成された部分を金属板６４のその他の部分から分離する。これにより、蒸着マスク２０を得ることができる。
なお、金属板６４に貫通孔２５を形成する方法がエッチングに限られることはない。例えば、金属板６４にレーザーを照射するレーザー加工によって金属板６４に貫通孔２５を形成してもよい。この場合であっても、結晶粒の平均断面積を０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下とすることにより、金属板の厚みが３０μｍ以下の場合であっても、金属板に強度及び溶接性を持たせることができる。これによって、蒸着マスク２０の製造工程や蒸着マスク２０の取り扱いの際に金属板に凹みなどの局所的な変形部が形成されることを抑制することができる。
続いて、蒸着マスク２０を検査する蒸着マスク検査工程を実施してもよい。蒸着マスク検査工程においては、例えば、蒸着マスク２０を構成する金属板６４の表面に局所的な突起や凹みなどの変形部が存在するか否かを検査する。図１６は、金属板６４に形成され得る変形部２８の一例を示す図である。図１６に示す例において、変形部２８は、金属板６４の第２面６４ｂに形成された局所的な凹みである。
図１７は、図１６の金属板６４の変形部２８の断面形状の一例を示す図である。図１７に示すように、第２面６４ｂに局所的な凹みとして形成された変形部２８は、第１面６４ａ側においては局所的な凸部として現れていてもよい。金属板６４の面方向における変形部２８の寸法Ｋ１は、例えば０．５μｍ〜数ｍｍである。また、変形部２８が局所的な凹みである場合、凹みの深さＫ２は、例えば０．５μｍ〜１０μｍである。
蒸着マスク検査工程においては、例えば、図１７に示すように、蒸着マスク２０を構成する金属板６４の第１面６４ａ又は第２面６４ｂに光Ｌ１を照射して、金属板６４に変形部２８が存在するか否かを目視で確認する。蒸着マスク２０の金属板６４の第１面６４ａ又は第２面６４ｂに変形部２８が存在しない場合、蒸着マスク２０を合格とし、１つでも変形部２８が存在する場合、蒸着マスク２０を不合格としてもよい。
本実施の形態においては、上述のように、結晶粒の平均断面積が５０μｍ２以下である金属板６４を用いて蒸着マスク２０を製造する。このため、金属板６４の厚みが３０μｍ以下である場合であっても、金属板６４の強度を確保することができる。従って、蒸着マスク２０の製造工程の間に金属板６４に変形部２８が形成されることを抑制することができる。このため、蒸着マスク検査工程において不合格と判定される蒸着マスク２０の比率を低くすることができる。
次に、上述のようにして得られた蒸着マスク２０をフレーム１５に固定する固定工程を実施した。これによって、蒸着マスク２０及びフレーム１５を備える蒸着マスク装置１０を得ることができる。
固定工程においては、まず、蒸着マスク２０に張力を加えた状態でフレーム１５に対する蒸着マスク２０の位置を調整する架張工程を実施した。架張工程においては、まず、図１８に示すように、蒸着マスク２０の耳部１７ａ，１７ｂを、クランプ部１５ａにより挟み込んで把持する。図１８に示す例においては、１つの耳部１７ａが２つのクランプ部１５ａによって把持されている。なお、クランプ部１５ａの数や配置は任意である。続いて、クランプ部１５ａに連結された引張部１５ｂを介して蒸着マスク２０に張力を加えながら、蒸着マスク２０の全ての貫通孔２５の位置と有機ＥＬ基板９２（若しくは有機ＥＬ基板９２を模擬した基板）上の電極の位置との差が所定の基準値以下になるよう、蒸着マスク２０の位置や張力を調整する。基準値は、例えば５μｍである。
溶接工程においては、まず、図１９Ａに示すように、蒸着マスク２０の耳部１７を、第２面２０ｂがフレーム１５に面するようにフレーム１５上に配置する。続いて、蒸着マスク２０の耳部１７を加熱して耳部１７をフレーム１５に溶接する。耳部１７を加熱する方法としては、例えば、耳部１７にレーザー光Ｌ２を照射する方法を採用することができる。レーザー光Ｌ２としては、例えば、ＹＡＧレーザー装置によって生成されるＹＡＧレーザー光を用いることができる。レーザー光Ｌ２のスポット径Ｓは、例えば０．１ｍｍ以上且つ０．３ｍｍ以下である。
ＹＡＧレーザー装置としては、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）にＮｄ（ネオジム）を添加した結晶を発振用媒質として備えたものを用いることができる。この場合、基本波として、波長が約１０６４ｎｍのレーザー光が生成される。また、基本波を非線形光学結晶に通すことによって、波長が約５３２ｎｍの第２高調波が生成される。また、基本波および第２高調波を非線形光学結晶に通すことによって、波長が約３５５ｎｍの第３高調波が生成される。ＹＡＧレーザー光の第３高調波は、ニッケルを含む鉄合金に吸収され易い。従って耳部１７を構成する金属板６４がニッケルを含む鉄合金を有する場合、耳部１７に照射されるレーザー光Ｌ２がＹＡＧレーザー光の第３高調波を含むことが好ましい。
耳部１７にレーザー光Ｌ２を照射すると、蒸着マスク２０の耳部１７の一部及びフレーム１５の一部が溶融して、図１９Ｂに示すように、耳部１７及びフレーム１５に跨る溶接部１９が形成される。
ところで、本実施の形態においては、上述のように、金属板６４の結晶粒が微細化されている。具体的には、金属板６４の結晶粒の平均断面積が５０μｍ２以下になっている。一方、加熱されて溶融した後に固化する溶接部１９においては、再結晶化によって新たな結晶粒が生成される。溶接部１９に新たに生成される結晶粒の寸法は、元々存在していた結晶粒の寸法よりも一般に大きい。このため、溶接後の金属板６４においては、溶接部１９の結晶粒の寸法が、溶接部１９の周囲部分の結晶粒の寸法よりも大きくなることが考えられる。結晶粒の寸法の差が大きいと、クラックなどの欠陥が金属板６４に形成され易くなってしまう。図２０は、金属板６４から作製された蒸着マスク２０の耳部１７を部材１６に溶接した場合に形成された溶接部１９を示す断面写真である。部材１６としては、耳部１７よりも大きな厚みを有するインバー材を用いた。図２１は、図２０の溶接部１９を拡大して示す図である。図２０及び図２１に示す例においては、耳部１７のうち溶接部１９とその周囲部分との間の境界や、部材１６の表面にクラック５４が形成されている。
図２０及び図２１における断面観察方法は以下のとおりである。まず、耳部１７を部材１６に溶接する。その後、溶接部１９を含む部分を、金属鋏を用いて切り出して、観察対象物を作製する。続いて、イオンミリング装置を用いて観察対象物を加工して、観察対象の断面を生成する。
イオンミリング装置としては、日本電子株式会社製のクロスセクションポリッシャ ＩＢ−０９０１０ＣＰを用いることができる。加工条件の一例は以下の通りである。
加工条件：６ｋＶ、１．５時間、突出幅１００μｍ
なお、通常の加工においては、観察対象物を樹脂で包埋した後にアルゴンイオンの照射を行う。しかしながら、本件においては、観察対象物を樹脂で包埋した場合には、観察対象の断面の位置を溶接部１９の中央部に調整することが困難であったので、観察対象物を樹脂で包埋することなくアルゴンイオンの照射を行った。このため、図２１及び後述する図２３において符号Ｗ１が付された点線で囲った領域に現れているように、観察対象物の耳部１７側の表面に、アルゴンイオンから受けたダメージに起因する筋状の加工痕が存在している。また、図２１において符号Ｗ２が付された点線で囲った領域に現れているように、耳部１７と部材１６との間の隙間には、加工によって除去された材料が堆積した堆積層が形成されることがある。なお、本願発明者は、これらの加工痕及び堆積層は、溶接部１９及びその周囲部分における結晶状態の観察やクラックの有無の確認には特に悪影響を及ぼさないと考えている。
続いて、ＳＥＭを用いて断面を観察する。ＳＥＭとしては、例えば、カールツァイス社製のＵＬＴＲＡ５５を用いることができる。ＳＥＭでの観察条件の一例は以下の通りである。
・加速電圧：５ｋＶ
・ワーキングディスタンス：４．５ｍｍ
・検出器：Inlens
・Aperture：６０μm High Current
・観察倍率：２００倍及び１０００倍（撮影時の観察倍率基準は、Polaroid545とする）
図２０及び図２１に示すクラック５４は、溶接部１９の結晶粒の寸法と、溶接部１９の周囲部分の結晶粒の寸法との差が大きいことに起因して生じていると考えられる。ここで本実施の形態においては、上述のように、結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上である金属板６４を用いて蒸着マスク２０を製造する。このため、溶接部１９の結晶粒の寸法と、溶接部１９の周囲部分の結晶粒の寸法との間の差が大きくなることを抑制することができる。従って、溶接部１９が形成された後の金属板６４の表面にクラックが形成されることを抑制することができる。図２２は、クラックが形成されなかった金属板６４及びフレーム１５の断面写真である。また、図２３は、図２２の溶接部１９を拡大して示す図である。
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
上述の本実施の形態においては、耳部１７にレーザー光Ｌ２を照射することによって耳部１７をフレーム１５に溶接する例を示した。しかしながら、耳部１７を加熱する方法が、レーザー光Ｌ２を照射する方法に限られることはない。例えば耳部１７及びフレーム１５に電流を流すことにより、耳部１７を加熱してもよい。
上述の本実施の形態においては、金属板６４が、母材を圧延することによって得られる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、めっき処理を利用した製箔工程によって、所望の厚さを有する金属板６４を作製してもよい。製箔工程においては、例えば、めっき液の中に部分的に浸漬されたステンレス製などのドラムを回転させながら、ドラムの表面にめっき膜を形成し、このめっき膜を剥がしていくことにより、長尺状の金属板をロールトゥーロールで作製することができる。ニッケルを含む鉄合金からなる金属板を作製する場合、めっき液としては、ニッケル化合物を含む溶液と、鉄化合物を含む溶液との混合溶液を用いることができる。例えば、スルファミン酸ニッケルを含む溶液と、スルファミン酸鉄を含む溶液との混合溶液を用いることができる。めっき液には、マロン酸やサッカリンなどの添加剤が含まれていてもよい。
このようにして得られた金属板に対して、次に、上述のアニール工程を実施してもよい。また、アニール工程の前又は後に、金属板の幅を所望の幅に調整するために金属板の両端を切り落とす上述のスリット工程を実施してもよい。
めっき処理を利用して金属板を作製した場合も、上述の本実施の形態の場合と同様に、金属板６４（めっき膜）の長手方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下となるように金属板６４を製造する。例えば、めっき液の組成や、製箔工程における温度や時間などの条件を調整する。また、アニール工程の条件を調整してもよい。結晶粒の平均断面積を０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下とすることにより、上述の実施の形態の場合と同様に、金属板の厚みが３０μｍ以下の場合であっても、金属板に強度及び溶接性を持たせることができる。これによって、蒸着マスク２０の製造工程や蒸着マスク２０の取り扱いの際に金属板に凹みなどの局所的な変形部が形成されることを抑制することができる。また、蒸着マスク２０をフレーム１５に溶接する際に蒸着マスク２０又はフレーム１５にクラックなどの欠陥が形成されることを抑制することができる。なお、めっき膜の長手方向とは、ドラムを回転させながらドラムの表面に金属をめっき処理によって成膜することにより形成される長尺状の金属板が延びる方向である。
上述の本実施の形態においては、蒸着マスク２０が、金属板６４をエッチング又はレーザー加工して金属板６４に貫通孔２５を形成することによって製造される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、貫通孔２５に対応する所定のパターンで基板上にめっき層を形成し、めっき層を基板から剥離することにより、蒸着マスク２０を製造してもよい。このような蒸着マスク２０の製造方法については、例えば特開２０１６−１４８１１２号公報に開示されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
めっき法によって蒸着マスク２０を製造する場合も、蒸着マスク２０を構成するめっき層からなる金属板６４の結晶粒の平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下となるように蒸着マスク２０を製造する。例えば、めっき液の組成や、めっき工程における温度や時間などの条件を調整する。また、めっき工程後に実施するアニール工程の条件を調整してもよい。結晶粒の平均断面積を０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下とすることにより、上述の実施の形態の場合と同様に、金属板の厚みが３０μｍ以下の場合であっても、金属板に強度及び溶接性を持たせることができる。これによって、蒸着マスク２０の製造工程や蒸着マスク２０の取り扱いの際に金属板に凹みなどの局所的な変形部が形成されることを抑制することができる。また、蒸着マスク２０をフレーム１５に溶接する際に蒸着マスク２０又はフレーム１５にクラックなどの欠陥が形成されることを抑制することができる。
次に、本開示の実施の形態を実施例により更に具体的に説明するが、本開示の実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
（第１例）
はじめに、３６質量％のニッケルと、残部の鉄および不可避の不純物と、を含む鉄合金から構成された、４０μｍの厚みを有する金属板６４を、圧延法により作製した。圧延前の金属板の厚みは１００μｍであった。従って、圧下率は６０％である。
続いて、上述のＥＢＳＤ法を用いて、ＥＢＳＤパターンを測定した。また、ＥＢＳＤパターンを解析して、金属板６４の断面に現れる結晶粒の平均断面積を算出した。結果、平均断面積は１１３．４μｍ２であった。
ＥＢＳＤ法による測定の条件は下記の通りである。
・ＳＥＭでの観察倍率：２０００倍又は５０００倍（撮影時の観察倍率基準は、Polaroid545とする）
・ＳＥＭでの加速電圧：１５ｋＶ
・ＳＥＭでのワーキングディスタンス：１５ｍｍ
・試料傾斜角度φ１：７０度
・ＥＢＳＤのステップサイズ（ＳＥＭでの観察倍率が２０００倍の場合）：７０ｎｍ
・ＥＢＳＤのステップサイズ（ＳＥＭでの観察倍率が５０００倍の場合）：５０ｎｍ
ＳＥＭでの観察倍率について詳細に説明する。結晶粒の平均断面積が大きい場合は、ＳＥＭでの観察倍率を２０００倍とした。具体的には、結晶粒の平均断面積が２μｍ２以上の場合（後述する第１例〜第８例及び第１０例〜第１４例の場合）は、ＳＥＭでの観察倍率を２０００倍とした。
なお、ＳＥＭでの観察倍率が２０００倍である場合（撮影時の観察倍率基準は、Polaroid545とする）、画像のサイズは、約６０μｍ×約４５μｍである。この場合、約４５μｍの寸法の方向が金属板６４の厚み方向に一致するよう、金属板６４の断面を測定する。このため、１枚の画像に現れる金属板６４の断面の面積（以下、測定有効面積と称する）は、「金属板６４の厚さ（１３〜４０μｍ）×約６０μｍ」になる。
測定有効面積に現れる結晶粒の数が１０００個未満である場合、測定対象領域を約５０μｍずつずらしながら金属板６４の断面の複数の位置で画像を取得し、得られた複数の画像を連結することにより、１０００個以上の結晶粒が現れる画像を生成した。
結晶粒の平均断面積が小さい場合は、ＳＥＭでの観察倍率を５０００倍とした。具体的には、結晶粒の平均断面積が２μｍ２未満の場合（後述する第９例、第１５例、第１６例の場合）は、ＳＥＭでの観察倍率を５０００倍とした。
なお、ＳＥＭでの観察倍率が５０００倍である場合（撮影時の観察倍率基準は、Polaroid545とする）、画像のサイズは、約２４μｍ×約１８μｍである。この場合、約１８μｍの寸法の方向が金属板６４の厚み方向に一致するよう、金属板６４の断面を測定する。
結晶粒の平均断面積が２μｍ２未満の場合、１回の測定（１枚の画像）で１０００個以上の結晶粒を観察することができたので、複数の画像を連結する必要がなかった。
ＥＢＳＤパターンを解析するソフトとしては、株式会社ＴＳＬソリューションズ製の結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）を用いた。
ＥＢＳＤパターンの解析工程においては、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界５２と認定する条件下でエリア法による解析を行った。また、解析工程においては、結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）にて定義されるＣＩ値が０．１５以下のデータを排除して解析を実施した。これにより、試料５６の表裏に存在する、前処理に使用した樹脂や、試料５６の断面に存在している粒界や、アモルファスの影響を排除することができる。エリア法による解析においては、ＣＩ値が０．１５を超える結晶粒の断面積の平均値をArea Fraction法で算出し、結晶粒の平均断面積とする。Area Fraction法では、a, b, c, dという断面積の結晶を含む測定対象領域の面積の合計が１００である場合、以下の式（１）のように面積による重みづけを考慮して、平均断面積が算出される。
平均断面積＝(a×a/100)+(b×b/100)+(c×c/100)+(d×d/100)・・・（１）
以下の説明において、ＣＩ値が０．１５以下のデータを排除した後、Area Fraction法を用いるエリア法の解析を行うことによって算出された結晶粒の平均断面積のことを、エリア平均断面積とも称する。上述の第１閾値、第２閾値などによって好ましい範囲が定められている上述の平均断面積は、エリア平均断面積である。
また、ＣＩ値が０．１５以下のデータを排除した後、Number法を用いる解析を行うことによって算出された結晶粒の平均断面積のことを、数平均断面積とも称する。数平均断面積の算出においても、エリア平均断面積の場合と同様に、ＥＢＳＤパターンを解析するソフトとしては、株式会社ＴＳＬソリューションズ製の結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）を用いた。数平均断面積の算出においても、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界５２と認定する条件下で、結晶方位解析ソフト ＯＩＭ（Ｖｅｒ７．３）にて定義されるＣＩ値が０．１５以下のデータを排除して解析を実施した。また、ＣＩ値が０．１５を超える結晶粒の断面積の平均値をNumber法で算出した値を、結晶粒の数平均断面積として採用した。上述のArea Fraction法においては、面積による重みづけを考慮して平均断面積を算出するが、Number法においては、解析対象の結晶粒の全てを、面積に依らず同一の重みで考慮して平均断面積を算出する。
続いて、金属板６４を用いて蒸着マスク２０を製造した。その後、蒸着マスク２０を構成する金属板６４の強度を評価した。具体的には、得られた蒸着マスク２０の表面に凹みなどの変形部２８が存在しているか否かを、図１７に示すように蒸着マスク２０に光Ｌ１を照射して観察した。結果、変形部２８は存在していなかった。
蒸着マスク２０の表面の観察条件は下記のとおりである。
・光Ｌ１の輝度：５００ｌｕｘ〜２０００ｌｕｘ、例えば１０００ｌｕｘ
・光Ｌ１の光源：三波長蛍光灯
・光Ｌ１の入射角度：１５度〜４５度
・光源から蒸着マスクの表面までの距離：３０ｃｍ〜１００ｃｍ、例えば５０ｃｍ
・視点から蒸着マスクの表面までの距離：１５ｃｍ
続いて、蒸着マスク２０の溶接性を評価した。具体的には、蒸着マスク２０の耳部１７にレーザー光Ｌ２を照射して耳部１７をフレーム１５に溶接し、耳部１７とフレーム１５との間の溶接強度を測定した。耳部１７をフレーム１５に溶接する際の条件は下記のとおりである。
・レーザー光Ｌ２の波長：３５５ｎｍ
・レーザー光Ｌ２のスポット径：２００μｍ
・レーザー光Ｌ２の出力：０．３ｋＷ
・レーザー光Ｌ２の照射時間：０．３ｍｓ
溶接強度とは、溶接部１９によってフレーム１５に溶接された蒸着マスク２０の耳部１７をフレーム１５から剥がすために要する力の大きさである。図２４に、溶接部１９の溶接強度を測定する方法の一例を示す。溶接強度の測定工程においては、まず、蒸着マスク２０の耳部１７の一部を切り出すことによって得られたサンプル１７Ｓを、フレーム１５に溶接する。次に、図２４に示すように、サンプル１７Ｓの長手方向における端部に、フレーム１５の法線方向に沿う方向における引っ張り力Ｅを加える。この場合、サンプル１７Ｓが破断する、又はサンプル１７Ｓがフレーム１５から剥がれるときの引っ張り力Ｅが、溶接部１９の溶接強度である。なお、サンプル１７Ｓの長手方向は、金属板６４の圧延方向Ｄ１に平行である。蒸着マスク２０は一般に、その長手方向が金属板６４の圧延方向Ｄ１に平行になるよう、金属板６４から製造される。従って、圧延方向Ｄ１は、蒸着マスク２０の長手方向に基づいて認識され得る。
なお、蒸着マスク２０の長手方向が金属板６４の圧延方向Ｄ１とは非平行であるよう、金属板６４から蒸着マスク２０を製造してもよい。この場合、金属板６４の結晶粒が延びる方向に基づいて圧延方向Ｄ１を認定してもよい。なぜなら、圧延によって製造された金属板６４において、結晶粒は、圧延方向Ｄ１に平行に延びているからである。
１つの蒸着マスク２０から７つのサンプル１７Ｓを作製し、各サンプル１７Ｓについて溶接強度を測定した。結果、溶接強度の平均値は１５７ｍＮであった。また、溶接部１９と周囲部分との境界にクラックが形成されていた。
（第２例〜第１６例）
金属板の厚み、組成又は製造条件のうちの少なくとも１つを、上述の第１例の場合から変更して、第２例〜第１６例に係る金属板６４を作製した。各例の金属板６４の厚みは下記のとおりである。なお、第１例〜第８例及び第１０例〜第１４例においては、鉄合金の母材を圧延することにより金属板６４を作製した。一方、第９例、第１５例及び第１６例においては、めっき処理を利用した製箔工程によって金属板６４を作製した。圧延によって金属板６４を作製した例については、圧延後の金属板の厚みＴ２と併せて、圧延前の金属板の厚みＴ１及び圧下率を下記に示す。
・第２例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝３５μｍ、圧下率＝６５％
・第３例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝３０μｍ、圧下率＝７０％
・第４例：Ｔ１＝７５μｍ、Ｔ２＝３０μｍ、圧下率＝６０％
・第５例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝２５μｍ、圧下率＝７５％
・第６例：Ｔ１＝５０μｍ、Ｔ２＝２０μｍ、圧下率＝６０％
・第７例：Ｔ１＝８０μｍ、Ｔ２＝２０μｍ、圧下率＝７５％
・第８例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝２０μｍ、圧下率＝８０％
・第９例：２０μｍ
・第１０例：Ｔ１＝３７．５μｍ、Ｔ２＝１５μｍ、圧下率＝６０％
・第１１例：Ｔ１＝５０μｍ、Ｔ２＝１５μｍ、圧下率＝７０％
・第１２例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝１５μｍ、圧下率＝８５％
・第１３例：Ｔ１＝３００μｍ、Ｔ２＝１５μｍ、圧下率＝９５％
・第１４例：Ｔ１＝１００μｍ、Ｔ２＝１３μｍ、圧下率＝８７％
・第１５例〜第１６例：１０μｍ
また、第１例の場合と同様にして、第２例〜第１６例に係る金属板６４の断面に現れる結晶粒のエリア平均断面積及び数平均断面積を算出した。結果を図２５にまとめて示す。図２５の「判定」の欄において、「ＯＫ」は、結晶粒のエリア平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であったことを意味する。また、「ＮＧ」は結晶粒のエリア平均断面積が０．５μｍ２未満である、又は５０μｍ２を超えていたことを意味する。
また、第１例の場合と同様にして、第２例〜第１６例に係る金属板６４を用いて蒸着マスク２０を作製した。続いて、第１例の場合と同様にして、得られた蒸着マスク２０の表面に凹みなどの変形部２８が存在しているか否かを観察した。また、第１例の場合と同様にして、蒸着マスク２０の耳部１７をフレーム１５に溶接して、溶接強度を測定した。結果をまとめて図２５に示す。
第９例、第１５例及び第１６例においては、金属板６４の結晶粒のエリア平均断面積が０．５μｍ２未満であった。この結果、溶接強度が２００ｍＮ未満になっていた。また、溶接部１９と周囲部分との境界にクラックが形成されていた。
第４例、第６例及び第１０例においては、金属板６４の結晶粒のエリア平均断面積が５０μｍ２を超えていた。この結果、蒸着マスク２０の表面に凹みなどの変形部２８が存在していた。
これに対して、第３例、第５例、第７例、第８例、第１１例〜第１４例に係る、厚みが１０μｍ〜３０μｍの金属板６４においては、結晶粒のエリア平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であった。この結果、溶接強度を２００ｍＮ以上に、より具体的には２２０ｍＮ以上にすることができた。また、蒸着マスク２０の表面に凹みなどの変形部２８が形成されることを抑制することができた。すなわち、金属板６４における強度及び溶接性を両立させることができた。
なお、第１例及び第２例に係る、厚みが３５μｍ以上の金属板６４においては、結晶粒のエリア平均断面積が５０μｍ２を超えていたが、蒸着マスク２０の表面に凹みなどの変形部２８は形成されなかった。蒸着マスク２０の厚みが大きく、このため蒸着マスク２０が十分に高い強度を有していたため、結晶粒のエリア平均断面積に依らず凹みなどの変形部２８が形成されなかったと考えられる。従って、本実施の形態における、結晶粒のエリア平均断面積を５０μｍ２以上にするという基準は、金属板６４の厚みが３０μｍ以下の場合に特に有効であると言える。なお、第１例、第２例に示すような、厚みが３５μｍ以上の金属板６４は、金属板６４から作製された蒸着マスク２０における蒸着材料９８の利用効率が低くなる点で、厚みが３０μｍ以下の金属板６４に比べて不利である。
図２６は、横軸を金属板６４の厚みとし、縦軸を金属板６４の結晶粒のエリア平均断面積として、各例に係る金属板６４のデータをプロットした散布図である。図２６において、「○」のマーカーは、溶接強度が２００ｍＮ以上であり、且つ変形部２８が形成されなかった例を示す。「△」のマーカーは、溶接強度が２００ｍＮ未満であった例を示す。「□」のマーカーは、変形部２８が形成された例を示す。また、図２６において、点線で囲んだ領域は、金属板６４の厚みが３０μｍ以下であり、且つ結晶粒のエリア平均断面積が０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下である領域である。図２６から明らかなように、点線で囲んだ領域においては、金属板６４に強度及び溶接性を持たせることができた。
図３０は、横軸を金属板６４の厚みとし、縦軸を金属板６４の結晶粒の数平均断面積として、各例に係る金属板６４のデータをプロットした散布図である。図３０において、「○」のマーカーは、溶接強度が２００ｍＮ以上であり、且つ変形部２８が形成されなかった例を示す。「△」のマーカーは、溶接強度が２００ｍＮ未満であった例を示す。「□」のマーカーは、変形部２８が形成された例を示す。また、図３０において、点線で囲んだ領域は、金属板６４の厚みが３０μｍ以下であり、且つ結晶粒の数平均断面積が０．２μｍ２以上且つ３．２μｍ２以下である領域である。図３０から明らかなように、点線で囲んだ領域においては、金属板６４に強度及び溶接性を持たせることができた。
図３１に示すグラフにおいて、横軸及び縦軸はそれぞれ、例１〜例１６に係る金属板の結晶粒のエリア平均断面積及び数平均断面積を示している。図３１から分かるように、例１〜例１６に係る金属板の結晶粒のエリア平均断面積は数平均断面積に対して相関を有する。
１０ 蒸着マスク装置
１５ フレーム
１９ 溶接部
２０ 蒸着マスク
２２ 有効領域
２３ 周囲領域
２５ 貫通孔
２８ 変形部
３０ 第１凹部
３１ 壁面
３５ 第２凹部
３６ 壁面
４１ 接続部
４１ａ 欠け部
４３ トップ部
５０ 試験片
５０ｃ 断面
５１ 結晶粒
５２ 結晶粒界
５４ クラック
５５ 樹脂
５６ 試料
５７ 対物レンズ
５８ ＥＢＳＤ検出器
５９ 製造装置
６４ 金属板
６５ａ 第１レジストパターン
６５ｂ 第２レジストパターン
７０ 加工装置
７２ 搬送ローラー
７３ 分離装置
９０ 蒸着装置
９２ 有機ＥＬ基板
９８ 蒸着材料

Claims (11)

  1. 蒸着マスクを製造するために用いられる金属板であって、
    前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金の圧延材からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、
    前記金属板の断面のうち前記金属板の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、
    前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板。
  2. 前記圧延材におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３０質量％以上且つ３８質量％以下である、請求項１に記載の金属板。
  3. 前記結晶粒の平均断面積が、２．０μｍ２以上である、請求項１又は２に記載の金属板。
  4. 前記金属板は、１３μｍ以上の厚みを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属板。
  5. 蒸着マスクであって、
    金属板と、
    金属板に形成された貫通孔と、を備え、
    前記金属板は、少なくともニッケルを含む鉄合金の圧延材からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有し、
    前記金属板の断面のうち前記金属板の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、
    前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、蒸着マスク。
  6. 前記圧延材におけるニッケル及びコバルトの含有量が合計で３０質量％以上且つ３８質量％以下である、請求項５に記載の蒸着マスク。
  7. 前記結晶粒の平均断面積が、２．０μｍ２以上である、請求項５又は６に記載の蒸着マスク。
  8. 前記金属板は、１３μｍ以上の厚みを有する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
  9. 請求項５乃至８のいずれか一項に記載の蒸着マスクと、
    前記蒸着マスクが溶接されたフレームと、を備える、蒸着マスク装置。
  10. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金属板を準備する工程と、
    前記金属板を長手方向に沿って搬送する工程と、
    前記金属板に貫通孔を形成する加工工程と、を備える、蒸着マスクの製造方法。
  11. 蒸着マスクを製造するために用いられる金属板の製造方法であって、
    少なくともニッケルを含む鉄合金からなり、且つ３０μｍ以下の厚みを有する前記金属板を、圧延法によって圧延材として得る作製工程を備え、
    前記作製工程は、７０％以上９５％以下の圧下率で前記金属板を圧延する圧延工程と、前記圧延工程によって得られた前記金属板を搬送しながら５００℃〜６００℃の範囲内で３０秒〜９０秒にわたってアニールするアニール工程と、を含み、
    前記金属板の断面のうち圧延材の圧延方向に直交する平面に対して−１０°以上＋１０°以下の角度を成す断面に現れる結晶粒をＥＢＳＤ法で測定し、測定結果を解析することにより算出される、前記結晶粒の平均断面積が、０．５μｍ２以上且つ５０μｍ２以下であり、
    前記平均断面積は、ＥＢＳＤ法によって得られた測定結果を、結晶方位の差が５度以上の部分を結晶粒界と認定する条件下でエリア法により解析することによって算出される、金属板の製造方法。
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